肌少症、骨质疏松、废用性肌肉萎缩是老年人群常见的健康问题,可导致老年人身体活动减少、生活质量下降、心肺功能受损,以及跌倒、残疾和死亡的发生率增加,并带来医疗和护理的负担。因此,《食品科学》特设肌骨健康食品专栏,旨在为老年人精心设计膳食,帮助老年人尽早预防营养缺乏,延缓肌肉衰减和骨质疏松,对于提高老年人生活质量具有重大意义。
特邀专栏主编:武汉体育学院陈宁教授、东南大学王少康教授
专栏文章
摘要:肌少症是一种与年龄相关的进行性、全身性骨骼肌疾病。随着全球老龄化程度的加剧,肌少症已成为影响老年人健康的重要问题。研究表明,多酚类、黄酮类、生物碱类等天然活性成分可以通过调控蛋白质稳态、改善线粒体功能、抑制炎症反应与缓解神经肌肉接头病变在缓解肌少症进程中发挥重要作用。然而,由于天然活性成分种类繁多且分子机制复杂,相关应用仍面临挑战。因此,本文结合肌少症的发病机制,系统综述了天然活性成分在体内外实验中的作用机制,并总结了其在相关临床研究中的进展,旨在为天然活性成分在肌少症防治中的开发与应用提供科学参考。
结论:在与年龄相关的肌肉质量与功能下降是不可避免的,其会严重影响老年人的生活质量。肌少症的发生由复杂的分子机制决定,其涉及蛋白质稳态失调、炎症反应及线粒体功能障碍等多方面因素。天然活性成分因其安全性高、来源广泛,已成为肌少症预防和治疗的潜在干预手段。研究表明,天然活性成分可以通过多种机制调控蛋白质稳态、炎症反应和线粒体功能,从而减缓肌少症的进程。
尽管目前研究中天然活性成分展现出了较好的作用,但仍存在诸多问题。首先,天然活性成分种类多、数量大,这使得需要大量时间得选出对肌少症有显著作用的活性化合物,且天然活性成分的生物利用度低,并受肠道菌群组成与饮食习惯等因素的影响,这意味着通过口服或其他常规给药途径难以有效达到目标组织。其次,虽然天然活性成分在体外实验和动物模型研究中显示了良好的效果,但大规模、随机对照的人体临床试验仍然不足。现有研究中给药剂量、治疗时长统一,难以明确剂量-效应关系和最佳治疗窗口。此外,研究样本量小、观察时间短、受试人群不全面等问题也限制了研究结果临床应用的可靠性。最后,某些天然活性成分(如白藜芦醇、人参皂苷等)针对多条信号通路都具有干预作用,虽然多靶点的干预发挥了一定的协同作用,但也可能带来脱靶效应,多条通路的相互影响也可能带来不良相互作用并通过其他通路产生负反馈调节。
因此,应从以下几个方面进行更深入的研究,如利用先进的人工智能技术与多组学分析精准定位肌少症的分子靶点,并优化天然化合物的结构、预测结合强度。同时,利用纳米颗粒、脂质体、胶束等纳米技术提高天然活性成分的生物利用度和靶向性。此外,天然活性成分作为单一治疗手段可能对重症病例效果有限,未来应探索其与其他治疗方式联合使用的潜力,并深入研究相关分子机制以提高治疗效果,推动天然活性成分在肌少症防治中的临床转化与应用。
引文格式:
丁晓宇, 贾磊, 刘回民, 等. 肌少症发病机制及天然活性成分的缓解作用与应用研究进展[J]. 食品科学, 2025, 46(18): 1-13. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250128-206.
DING Xiaoyu, JIA Lei, LIU Huimin, et al. Research progress on the pathogenesis of sarcopenia and the mechanism of action and application of natural active components in alleviating and preventing this disease[J]. Food Science, 2025, 46(18): 1-13. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250128-206.
摘要:随着人口老龄化加剧,肌少-骨质疏松症(osteosarcopenia,OS)已成为威胁老年人健康的重要退行性疾病,其特征表现为进行性骨骼肌质量减少与骨密度降低的协同恶化,会显著增加跌倒骨折风险及全因死亡率。衰老进程中的激素紊乱、慢性炎症及机械应力缺失通过影响肌肉因子与骨源性因子分泌和肌-骨交互作用,共同导致肌骨代谢失衡。运动和营养干预是防治OS的有效策略。其中,有氧运动能够激活胰岛素样生长因子-1(insulinlike growth factor-1,IGF-1)、AMP依赖的蛋白激酶(adenosine 5’-monophosphate (AMP)-activated protein kinase,AMPK)/钙/钙调素依赖性蛋白激酶II以及Wnt1/
-catenin等信号从而延缓肌肉衰老、增加骨密度;抗阻运动则可调控Fos/Fosb、丝裂原活化蛋白激酶、磷脂酰肌醇3-激酶、蛋白激酶B和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)通路从而改善维持骨代谢稳态,并促进肌肉蛋白合成。而新型运动模式如全身振动训练和血流限制训练可调控AMPK/UNC-51样激酶1、叉头盒蛋白O/过氧化物酶体增殖活化受体γ辅助活化因子1α、IGF-1/生长激素等通路,起到促进肌肉生成及骨矿化的效益。营养干预策略显示,蛋白质及其衍生物(如肌酸)通过mTORC1信号通路促进肌肉合成;VD3通过类视黄醇X受体/VD受体轴调控骨代谢平衡;钙剂与益生菌则通过调节“肠-骨轴”发挥抗炎和促骨形成作用。本研究系统阐述了运动与营养干预在调控肌-骨代谢中的协同作用机制,旨在为OS的个性化防治和精准营养策略提供理论依据和方案。结论:全球人口老龄化进程的加速显著加剧了OS的疾病负担,其防治已成为公共卫生领域的重要议题。现有研究表明,运动干预可通过多靶点调控肌骨代谢网络:有氧运动经IGF-1、AMPK/CaMKII信号通路延缓肌纤维衰老,同时通过激活Wnt1/
-catenin等通路防止骨流失;抗阻运动通过Fos/Fosb、丝裂原活化蛋白激酶、PI3K/Akt/mTOR信号级联维持骨代谢稳态,并激活mTORC1通路促进肌蛋白合成;WBVT借助机械应力刺激FoxO/PGC-1α通路改善线粒体功能;BFRT则通过缺血诱导的IGF-1/GH分泌促进肌卫星细胞增殖和骨矿化。营养干预方面,蛋白质摄入通过PI3K/Akt/mTOR信号网络双向调节肌骨代谢,有效抑制FoxO介导的肌肉蛋白降解;VD通过RXR/VDR轴调控钙稳态和成骨细胞分化;益生菌则通过“肠-骨轴”机制降低促炎因子水平,改善骨形成和肌肉质量。本文创新性地将运动干预与多种营养物质(蛋白质、VD、肌酸、益生菌及中药等)相结合,系统阐述其在OS防治中的协同机制,突破了传统单一干预的研究框架,为联合干预提供理论支持。值得注意的是,运动加营养的干预模式应将安全因素置于首位,关于运动剂量和营养补充的安全阈值还需进一步探究,在保证安全的基础上进一步优化干预模式,未来应在以下方面深入探索:1)运用代谢组学、蛋白质组学等多组学技术,系统解析运动与营养干预的协同作用机制;2)设计大规模队列研究及长期随访,建立基于循证医学的运动-营养优化组合方案,明确不同干预方案对老年人肌骨健康的远期影响;此外,需特别关注特殊人群(如心血管疾病患者)的干预安全性,并纳入人口学特征(如性别、基因型)进行精准健康管理策略的优化,为老龄化社会的OS防治提供科学依据和实践指南。
引文格式:
夏君玫, 姜坦程, 郝宏弢, 等. 运动联合营养干预在肌少-骨质疏松症防治中的机制研究进展[J]. 食品科学, 2025, 46(18): 14-24. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250128-205.
XIA Junmei, JIANG Tancheng, HAO Hongtao, et al. Research progress in mechanism of exercise combined with nutritional intervention in the prevention and treatment of osteosarcopenia[J]. Food Science, 2025, 46(18): 14-24. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250128-205.
特邀主编简介
陈宁 教授
陈宁,生物化学博士,武汉体育学院运动医学院教授,运动训练监控湖北省重点实验室主任,天久运动营养食品研发中心主任,东湖学者领军人才特聘教授、二级教授,博士生导师,湖北省有突出贡献中青年专家;运动训练监控湖北省重点实验室主任,天久运动营养食品研发中心主任。目前主要从事运动或营养干预对慢性疾病的预防与康复、细胞自噬功能状态对运动适应、运动机能提高、肌肉质量维持、运动创伤修复等方面机制探讨与衍生性精准靶向产品的开发。先后就读于湖北中医药大学获药学学士学位、武汉体育学院获运动医学硕士学位、美国乔治亚州立大学获生物化学博士学位。近年来主持国家自然科学基金、湖北省中青年创新科技团队、国家体育总局等研究项目10余项;在
Journal of Advanced Research、Journal of Cachexia Sarcopenia and Muscle、Ageing Research Reviews、Trends in Endocrinology and Metabolism、Food Science and Human Wellness、Journal of Functional Food、Pharmacological Research、Journal of Sports Science、Oncogene和BBA-Molecular Cell Research等国内外知名SCI杂志上发表高水平学术论文80余篇并获得较高的引用率(Google scholar citations: 15451),在国际学术会议上主持或进行科研成果交流80余次;成功申报并获批国际或中国发明专利7 项;现为中国生物物理学会运动与公共健康分会副会长、中国体育科学学会运动医学学会运动干预与健康促进专委会常务委员;国家重点研发计划项目与国家自然科学基金项目等评审专家;
Food Science and Human Wellness副主编,Journal of Future Foods副主编,
Advanced Exercise and Health Science执行主编。
王少康 教授
王少康,博士生导师,东南大学公共卫生学院营养与食品卫生学系主任,挂职任西藏民族大学医学院副院长,主要研究方向为食品毒理与食品功效、营养与慢性病、妇幼营养与健康。主持国家自然科学基金项目3 项,国家科技支撑计划项目子课题2 项,中国疾病预防控制中心项目2 项,中国营养学会营养科研基金2 项。发表学术论文260余篇,获软件著作权1 项。主编或参编论著20 部。获江苏省优秀营养科技工作者、全国营养行业先进工作者等称号。现为中国营养学会理事、中国营养学会营养与保健食品分会常务委员、中国抗癌协会肿瘤营养专业委员会营养预防学组委员、中国老年学和老年医学学会营养食品分会委员、江苏省首席科技传播专家、江苏省食品安全委员会专家委员会委员、江苏省妇幼保健协会专家委员会专家、江苏省实验动物管理咨询专家、江苏省营养学会常务理事、江苏省妇幼保健协会营养学分会副主任委员、江苏省健康产业研究会营养与健康专业委员会常务委员。担任学术期刊
Food Science and Human Wellness、Frontiers in Nutrition编委。
专栏网址:
《食品科学》2025年18期:
https://www.spkx.net.cn/CN/volumn/volumn_1919.shtml
实习编辑:闫凯;编辑:阎一鸣;责编:张睿梅。图片来源于文章原文及摄图网。
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